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高品位冰銅吹煉的生產(chǎn)實踐

文檔作者：張江龍高紅霞車瑞杰文檔來源：北方銅業(yè)垣曲冶煉廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年08月08日
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2016年6月第3期高品位冰銅吹煉的生產(chǎn)實踐——張江龍高紅霞車瑞杰·7·
∥。奪‘奪。奪‘奪’÷‘奪‘奪’奪。．
2 T藝節(jié)能；
砥．幸．奪．奪．寺．奪．爭．奪．奪．巧
高品位冰銅吹煉的生產(chǎn)實踐
張江龍高紅霞車瑞杰
(北方銅業(yè)垣曲冶煉廠，山西垣曲043700)
[摘要】北方銅業(yè)垣曲冶煉廠對轉(zhuǎn)爐進(jìn)行了70％～73％的高品位冰銅吹煉生產(chǎn)。針對高品位冰銅吹煉時熱損
失大，生產(chǎn)過程難以控制；轉(zhuǎn)爐渣在爐內(nèi)富集排煙困難；渣含銅高；風(fēng)眼區(qū)損耗大，單爐使用周期短等問題，提出了
相應(yīng)的處理措施，取得了較好的效果。
【關(guān)鍵詞] 吹煉；高品位冰銅；轉(zhuǎn)爐渣
[中圖分類號】TF83；TD9 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B [文章編號】1008—5122(2016)03—0007一03
Practice on High Grade Matte Converting
ZHANG Jiang—long，GAO Hong—xia，CHE Rui—jie
Abstract：High grade matte at 70％一73％converter converting is performed in Northern Copper Smelter
in Yuanqu．In view of high grade matte converting heat big loss，uncontrollability of production process；
converter slag enrichment in furnace and exhausting issue of flue gas；slag containing high copper；the
zone loss of tuyere，single furnace with short cycle and SO on，the corresponding treatment measures are
put forward in the paper．And the good effect is obtained eventually．
Key words：Converting；high grade matte；converter slag
U 刖百
2014年北方銅業(yè)垣曲冶煉廠改建成功后，火法
部分采用底吹爐熔煉——轉(zhuǎn)爐吹煉——陽極爐精煉
的工藝流程，其中底吹爐渣和轉(zhuǎn)爐渣經(jīng)緩冷后送渣
選礦，陽極爐渣則返回轉(zhuǎn)爐，主要配置有西4．8×20
m底吹爐1臺，4,3．6 X 8．8 raPS轉(zhuǎn)爐3臺，西3．8 X
11．5 m的回轉(zhuǎn)式陽極爐2臺及相應(yīng)的附屬配套設(shè)
施。投產(chǎn)后，生產(chǎn)初期采用58％～62％的品位吹
煉，可滿足lO萬t的設(shè)計能力，當(dāng)年實現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)，
2015年冶煉廠提出了11．5萬t的奮斗目標(biāo)后，底吹
爐順利提升了產(chǎn)能，品位控制在60％～64％，每班
放銅在15～19包，隨之暴露出轉(zhuǎn)爐現(xiàn)有的吹煉工藝
[收稿13期]2016—01—05
[作者簡介]張江龍(1974一)，男，山西陽城人，大學(xué)本
科，冶煉工程師，主要從事銅冶煉技術(shù)管理工作。
作業(yè)時間不夠，不能滿足生產(chǎn)要求，同時送渣選礦的
混合渣含銅高(4．5％一5．1％)。經(jīng)分析主要是轉(zhuǎn)
爐渣含銅偏高，為了有效解決這兩個問題，在5月份
大修后，轉(zhuǎn)爐進(jìn)行了高品位冰銅吹煉的生產(chǎn)。
1 高品位冰銅吹煉的可行性
銅锍吹煉正常的反應(yīng)過程可以分為兩個周期，
即造渣期和造銅期，在進(jìn)行60％～64％品位吹煉
時，通過對本廠的冰銅化驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計得出，當(dāng)冰
銅品位在60％一65％時，鐵含量為12％～15％，按
銅锍回歸分析，當(dāng)升高到70％～73％時，鐵含量3％
～5％。經(jīng)簡單的發(fā)熱量計算，可滿足轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)
的需要。
高品位吹煉時，由于冰銅含鐵低，基本省略了造
渣期，直接進(jìn)行造銅期作業(yè)，單爐吹煉時間短，渣量
小，考慮到渣含銅較高，將轉(zhuǎn)爐渣全部返回底吹爐，
而轉(zhuǎn)爐控制的關(guān)鍵是如何將這些鐵造渣并從爐內(nèi)
萬方數(shù)據(jù)
·8· 有色冶金節(jié)能口工藝節(jié)能
排出。
2高品位冰銅吹煉的控制難點及應(yīng)對
措施
2．1熱損失大。生產(chǎn)過程難于控制
轉(zhuǎn)爐在進(jìn)料生產(chǎn)時，受底吹爐放料制約，等料時
間長，前兩包料進(jìn)爐時間過長，約為2．3 h，明顯出現(xiàn)
溫度低，熱量不足的情況。由冰銅吹煉原理可知，反
應(yīng)所需熱量主要來源于鐵的氧化放熱，由于含鐵量
降低，使得反應(yīng)熱大大減少，爐溫過低，爐況不穩(wěn)，容
易發(fā)生爐噴，且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的冷料成倍增加，同
時殘極和冷料也加不進(jìn)去，單爐產(chǎn)量過低。
該廠底吹爐產(chǎn)出的冰銅溫度一般為1 135～
1 150℃，與同類廠家相比溫度偏低，為了保證底吹
爐渣含銅的穩(wěn)定，制定均勻放料制度定期檢測渣層
厚度，正常情況每小時放一包料。經(jīng)與熔煉系統(tǒng)溝
通，要求其提高料面，盡可能一次放兩包料，將兩包
料進(jìn)爐時問盡可能壓縮在1 h內(nèi)，同時合理安排放
料時間，避免轉(zhuǎn)爐等料或者料等轉(zhuǎn)爐的狀況，減少熱
量損失。
為了滿足轉(zhuǎn)爐快速升溫需要和避免爐噴發(fā)生，
對轉(zhuǎn)爐采用了富氧吹煉，在轉(zhuǎn)爐等料期間，采用天然
氣保溫。因此高品位吹煉時，熔煉系統(tǒng)產(chǎn)出的冰銅
能與轉(zhuǎn)爐匹配得好，這樣既可充分發(fā)揮轉(zhuǎn)爐的能力，
又可減少天然氣消耗。經(jīng)過一段時間實踐，按每班
(12 h)放冰銅12—14包組織生產(chǎn)，底吹爐與轉(zhuǎn)爐的
銜接較為匹配。
生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn)在熱料較少時，轉(zhuǎn)爐內(nèi)長周期燃
燒天然氣，會導(dǎo)致大量水分進(jìn)入電收塵，影響轉(zhuǎn)爐煙
灰正常輸送。
2．2轉(zhuǎn)爐渣在爐內(nèi)富集、排渣困難
轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)初期采用原來進(jìn)一批料加一次石英
的操作模式。由于高品位的冰銅含鐵量低，在反應(yīng)
所需石英還沒有加進(jìn)去時，冰銅中的鐵已完成氧化
反應(yīng)，繼而過氧化，導(dǎo)致正常的造渣反應(yīng)來不及進(jìn)
行，而加入的石英又多數(shù)未參與造渣反應(yīng)，富集在熔
體表層，造成爐噴。在經(jīng)過多爐次的吹煉后，磁性鐵
不斷在爐內(nèi)富集，造成爐膛減小，爐況惡劣。個別班
組渣子造好后，也是爐渣發(fā)粘，很難從爐口排出。轉(zhuǎn)
爐從6月份開始進(jìn)行高品位吹煉時，經(jīng)過5—6爐次
的生產(chǎn)，2’、3 4爐的爐膛已不能滿足正常的生產(chǎn)
需求。
經(jīng)分析研究，主要是沒有找到石英的加入量及
加入點，導(dǎo)致石英加進(jìn)去后并不能很好地參與反應(yīng)，
且很容易造成爐噴等事故。經(jīng)過一段時間的摸索，
前兩次料不加石英，每次吹煉0．5—1 h，將加石英改
為進(jìn)完單爐次生產(chǎn)的熱料(每爐次4包100 t左右，
品位約72％)后加入1～1．5 t的石英，完成第二周
期造銅作業(yè)，在目測銅已吹好后，略過吹，再進(jìn)行放
渣作業(yè)。通過一段時間的試驗，實現(xiàn)了每爐次正常
排渣。
2．3渣含銅超高
低品位冰銅吹煉時，渣含銅一般不超過5％，生
產(chǎn)中與熔煉渣一起進(jìn)入渣選礦，在高品位吹煉時，渣
含銅超高且變化較大，從緩冷場地采樣分析的綜合
轉(zhuǎn)爐渣，高時含銅40％一44％，低時含銅25％～
34％，遠(yuǎn)高于10％的預(yù)期值，雖然轉(zhuǎn)爐渣全部進(jìn)行
了破碎并返回了底吹爐，但這樣的反復(fù)，是極其不經(jīng)
濟(jì)的。
高品位冰銅吹煉中，由于受爐型及生產(chǎn)條件制
約，轉(zhuǎn)爐渣在前期未能及時排出，在造銅終點后排出
時，還存在由于過吹而導(dǎo)致的噴爐情況發(fā)生。
經(jīng)調(diào)查，爐前工為了能將渣順利排出，有意過
吹，使部分Fe，0。與Cu：0生成了流動性更好的Cu：
0·Fe：0，，在遇到兩臺爐子工作時，有時將陽極爐渣
直接和轉(zhuǎn)爐渣混在一起入包送往緩冷場地，而用含
大量鐵酸銅的轉(zhuǎn)爐渣掛包后，在放冰銅時，曾發(fā)生過
冰銅與包中鐵酸銅發(fā)生反應(yīng)而翻滾溢出的現(xiàn)象，造
成了事故隱患。
為了有效降低轉(zhuǎn)爐渣含銅，采取以下措施：
(1)要求每班加入充分石英量，準(zhǔn)確判斷造銅
期終點。
(2)精心操作，根據(jù)爐溫控制每次進(jìn)料后加冷
料的量。
(3)減少人為將銅放人渣包。
(4)陽極爐渣加入轉(zhuǎn)爐，禁止混入轉(zhuǎn)爐渣中。
從轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)實際效果看，在冰銅含F(xiàn)e約3％時，爐
子利用率最高，綜合考慮熔煉系統(tǒng)，冰銅品位控制在
72％一73％范圍內(nèi)最佳，處理冷料、加殘極都有保
障，產(chǎn)渣量還能滿足用轉(zhuǎn)爐渣掛冰銅包的需要，可有
效減少轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)入底吹爐。經(jīng)過強(qiáng)化培訓(xùn)和加強(qiáng)管
理，現(xiàn)在的綜合轉(zhuǎn)爐渣含銅控制到20％以下。
另外，要求底吹爐穩(wěn)定冰銅品位，為轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)創(chuàng)
造條件，在遇到冰銅品位過高或轉(zhuǎn)爐渣造不好的情
況時，由底吹爐提供渣子進(jìn)行掛包作業(yè)。
萬方數(shù)據(jù)
2016年6月第3期高品位冰銅吹煉的生產(chǎn)實踐——張江龍高紅霞車瑞杰·9·
2．4風(fēng)眼區(qū)損耗快，單爐使用周期短
為了適應(yīng)高品位吹煉，提高爐溫，改善爐況，轉(zhuǎn)
爐在生產(chǎn)中采取富氧吹煉，富氧濃度維持在23％～
24％，使?fàn)t況變得比較穩(wěn)定。但是相對于低品位吹
煉的230爐次，在6～8月份，連著兩個爐期，總爐次
都在140爐次以下，在停爐檢修時，明顯發(fā)現(xiàn)爐襯的
損耗都在風(fēng)眼區(qū)，且成洞狀，周圍的爐磚都能滿足
生產(chǎn)。
針對這一情況，經(jīng)分析主要原因是轉(zhuǎn)爐富氧時，
氧氣量不是自動調(diào)節(jié)，僅靠氧氣閥門開度調(diào)節(jié)，控制
室內(nèi)可觀察到瞬時流量。由于底吹爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐
共用制氧車間送來的氧氣，導(dǎo)致總管氧壓波動時，由
于轉(zhuǎn)爐用氧壓力最低，實際用氧量發(fā)生了明顯的變
化，而流量顯示變化不大。經(jīng)對流量數(shù)據(jù)測試修正
后，計算出實際氧濃值最高可達(dá)28％，由儀控人員
限定了閥門開度最大到80％。在1 8爐小修進(jìn)入下
一個爐期后，將富氧濃度調(diào)節(jié)至22％～23％，起到
了明顯的效果，單爐周期增加到了179爐次以上。
見表1。
表l轉(zhuǎn)爐單爐使用次數(shù)統(tǒng)計
爐期3—5 2—5 1—5 1—6 3—6 2—6 1—7 3—7
爐次139 140 136 179 182 183 179 180
3 生產(chǎn)效果
(1)轉(zhuǎn)爐渣不出廠后，送選礦廠的渣含銅明顯
降低，目前在3．8％，達(dá)到了≤4％的設(shè)計要求，提高
了冶煉的回收率。
(2)底吹爐在進(jìn)行高品位熔煉后，由于熱量富
余，在下半年消化處理了原有的固定式陽極爐積存
的4 853 t陽極爐渣，現(xiàn)在正在處理拆除老廠時的一
些含銅物料和制酸車間污水產(chǎn)出的中和渣，底吹爐
的能力得以進(jìn)一步顯現(xiàn)。
(3)轉(zhuǎn)爐整體產(chǎn)能上升，有效消化了電解產(chǎn)出
的殘極，并增大了雜銅的處理量，使整體生產(chǎn)更加平
衡，降低了生產(chǎn)成本，具體變化見表2、表3。
表2 高品位吹煉生產(chǎn)主要參數(shù)變化
總之，現(xiàn)有生產(chǎn)工藝更加趨于合理，工藝正在不
斷完善，火法部分的總成本在降低。
4結(jié)束語
經(jīng)過半年的生產(chǎn)實踐，高品位冰銅吹煉取得
了良好效果，順利實現(xiàn)了1 1．5萬t的產(chǎn)量目標(biāo)，雖
然還存在單爐使用周期短、渣含銅過高等問題，但
高品位吹煉的優(yōu)勢正表現(xiàn)得越來越明顯，隨著生
產(chǎn)工藝的進(jìn)一步完善，其綜合效益也將進(jìn)一步體
現(xiàn)出來。

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